羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素溶液粘度的实验研究：
羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素溶液粘度的实验研究，本文从实验上研究了甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素等三种典 型纤维素溶液的粘度受浓度、温度和无机盐影响的规律，讨论了它们作为增稠剂使用时，各自的特点。
水溶性纤维素溶液，因其具有很好的粘滞性，而具有广泛的应用前景，是乳胶漆、水泥及 各种泥浆的增稠剂[1 一 4]。甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素是其中较为典型的 三种。它们在使用中难免遇到无机盐环境。本文就三种典型纤维素水溶液的粘度，受浓度、 温度和无机盐影响的规律，进行了实验研究。
1实验
1- 1纤维素水溶液的配制及其物理特性
用天平分别称取〇• 4g、〇. 8g、2. 0g的甲基纤维素、羧甲基纤维素钠(上海塑料厂生产)和 羟乙基纤维素(美国联合碳化物公司提供），共I5份样品（参见表一），分别置于不同的烧杯 中。分别向烧杯中注入蒸馏水或事先配好的一定浓度的无机盐水溶液，使溶液总质量等于 1〇〇. 〇g»搅拌溶液均匀，待用。
甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素的水溶液，及其含无机盐的水溶液，均属 于非牛顿型流体[1 — 5]。
1.2仪器
旋转式粘度计，既适于测定非牛顿型流体的粘度，也适于测定牛顿型流体的粘度。
本实验采用NDJ—79型旋转式粘度计，测定上述样品的粘度。羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素溶液粘度的实验研究，该粘度计的测量范围是 1至106毫帕斯卡*秒(mpa * s)。该粘度计必须以频率为5〇赫兹、电压在220(1 士 10%)伏 特的交流电作为电源。
本粘度计附有第I、I、I等三种单元测定器，分别用于测定不同粘度范围的流体，每单 元均附有相应的测定容器。测定容器内设有隔水套，可通恒温水，以控制待测溶液保持恒温。 待测溶液的温度，可以用具有适当密封件的灵敏温度计来测定。
收稿日期 1999—06—09
应该特别注意的是，本粘度计的测定精度，受所用交流电源的频率精度的影响很大。如 果实际电源频率不是50赫兹的标准频率，就必须按下列修正公式求出待测流体的真实粘 度：
真实粘度=指示值粘度* [标准频率(50HZ)/电源实际频率]
表一三种典型纤维素溶液粘度实验数据表粘度单位:毫帕斯卡*秒(mpa*s)
•〇0102030405060708090
0.4%蒸
馏
水甲基纤维素2. 051. 481. 181.081.041.010. 960. 920. 880. 84
羧甲基纤维素钠21. 015. 412.19. 508.207. 206. 105. 605. 405. 10
羟乙基纤维素30. 121.819. 013.011.09. 108. 908.157. 506. 50
0. 8%蒸
馏
水甲基纤维素2. 221. 561. 281. 121.061. 020. 960. 940. 920. 90
羧甲基纤维素钠45. 533.023. 018.014. 511.89. 808. 407. 506. 90
羟乙基纤维素67. 551. 041.028. 723. 820.217. 516.012.910.5
2. 0%蒸
馏
水甲基纤维素57. 537. 225. 117. 613. 810.88. 806. 505. 054. 80
羧甲基纤维素钠29824119813891. 055. 536. 023. 518.314. 0
羟乙基纤维素24202270210019001690147012801080850730
0.4%30%
Nacl
溶液甲基纤维素3. 342. 471. 841. 501.281. 241. 171.151. 131. 12
羧甲基纤维素钠9. 107. 205. 614. 203. 102. 302. 101. 751.651. 45
羟乙基纤维素41. 532. 025. 020. 014. 511.010. 59. 506. 504. 50
0-4%6%
CaC03
溶液甲基纤维素2. 241. 731. 341. 221. 171. 121. 071.020. 980. 93
羧甲基纤维素钠4.823.813. 102. 201. 951. 701. 401.201.100. 91
羟乙基纤维素31. 524.019. 514. 511. 310. 18. 958.107. 105. 80
1- 3实验操作
将待测流体小心地注入测定容器，直至液面达到锥形面下部边缘。将转筒悬挂于联轴器 上。接通恒温水，并控制待测流体的温度保护恒定。启动电动机，转筒从开始晃动直到对准 中心时，转筒将趋近恒速，指针趋于稳定；当指针稳定时，即可记录所指示的粘度，同时记录 所显示的待测流体温度和当时的电源频率。
2实验结果与讨论
表一是实验测得的甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素在不同溶剂、不同浓 度、不同温度下的粘度数值结果。分析表一可以得出以下结论：
(1)在相同条件下，甲基纤维素溶液的粘度最小，竣甲基纤维素钠溶液的粘度次之，羟乙 基纤维素溶液的粘度最大。
(2)就一定浓度的某一种纤维素溶液而言，其粘度随温度的升高而降低。羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素溶液粘度的实验研究，当溶液温度在 6〇r或7CTC以下时，其粘度受温度变化的影响很大，溶液粘度随温度的降低而增大得十分 迅速。当溶液温度在70^以上时，其粘度受温度变化的影响很小，溶液粘度随温度的上升而 降低得相当缓慢。.
(3)就一定温度的某一种纤维素溶液而言，其粘度随浓度的增加而增大。
(4)就同一浓度同一温度下的某一种纤维溶液而言，其粘度受无机盐的影响。羧甲基纤 维素钠的含无机盐水溶液的粘度，比其不含无机盐水溶液的粘度要小。而甲基纤维素和羟乙 基纤维素的含无机盐水溶液的粘度，比其不含无机盐水溶液的粘度要大。
由以上实验规律可以看出:作为增稠剂，羧甲基纤维素钠不宜在含有大量无机盐的环境 下使用;而甲基纤维素和羟乙基纤维素，在含有无机盐的环境下使用，效果更好。特别是羟乙 基纤维素，不仅在无机盐水溶液中不降低其粘度，而且在高温下仍然保持了相当大的粘度; 这一特点将使其在诸如石油钻井等含盐、髙温环境条件下作为增稠剂使用方面，表现出其独 特优势。
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